souk ‍ekillendirme

Download Souk ‍ekillendirme

Post on 30-Oct-2014

109 views

Category:

Documents

14 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Derin Çekme ile Soğuk Şekillendirmenin Sonlu Elemanlar yardımı ile analizi

TRANSCRIPT

T.C. TRAKYA N VERS TES FEN B L MLER ENST TS

DER N EKME LE SOUK EK LLEND RMEN N SONLU ELEMANLAR METODU YARDIMIYLA ANALiZi

Mehmet Sinan ET N (YKSEK L SANS TEZ ) Makina Mhendislii Anabilim Dal

Tez Danman: Prf. Dr. H. Erol AKATA

ED RNE-2007

T.C. TRAKYA N VERS TES FEN B L MLER ENST TS

DER N EKME LE SOUK EK LLEND RMEN N SONLU ELEMANLAR METODU YARDIMIYLA ANALiZi

(YKSEK L SANS TEZ ) Makina Mhendislii Anabilim Dal

Bu tez ................... tarihinde Aadaki Jri Tarafndan Kabul Edilmitir.

( mza)

(imza)

(imza)

.......................Yrd.Do.Dr.Ercan BULU

.....................Do.Dr.Mmin AH N

..........................Prof.Dr.H.Erol AKATA

II

ZET DERN EKME LE SOUK EK LLEND RMEN N SONLU ELEMANLAR METODU YARDIMIYLAANAL Z

ET N, M. Sinan Yksek Lisans Tezi,2007 Makina Mhendislii Blm Tez Yneticisi: Prf. Dr. H. Erol AKATA Yaplan bu tez almasnn amac sac formlandrma ileminde sacn davrann kalplarn imalinden nce belirlemek,bu sayede formlandrma ileminde sac davran nceden belirlenerek doru kalplarn imalat ve endstride elik saclardan para reten her reticinin amac olan ekonomik olarak retimi gerekletirmek ve optimal kalitedeki elikten istenen fonksiyonlar yerine getiren dk maliyetli endstriyel retimleri gerekletirmeye katk salamaktr.

Anahtar Kelimeler: Souk ekillendirme, Derin ekme, Sonlu Elemanlar Yntemi, Eksplisit Analiz.

III

NSZ

Gnmzde teknoloji son derece byk bir hzla ilerlemektedir. Bu teknolojik ilerlemelere insanln son katks bilgisayarlardr. Artk bilgisayarlar sadece nmerik ilemler yapmakla kalmamakta, tasarm, ekillendirme, imalat, similasyon ve animasyon ilemlerinde de kullanl-maktadr. Bylece bilgisayarlar makine mhendislii imalat ve konstrksiyon alannda da kullanlmaya balanlmtr.

Tezimi hazrlamamda ; beni bu konudaki almalarm ynlendiren sayn Prof. Dr. H. Erol AKATA ya ve yine Form 2000 A..Genel Mdr Vahit AYAN ve Erkan TEKEL ye teekkr bir bor bilirim. Btn renim hayatm boyunca bana maddi ve manevi destekte bulunan aileme, Trakya niversitesi Makine Mhendislii retim yesi hocalarma teekkr ederim.

UBAT / 2007

M. Sinan ET N

V

SEMBOLLER :

Elastisite modl Kayma modeli Poisson oram ekil fonksiyonlar Eleman katlk matrisi ekil fonksiyonlarnn trevlerini ieren matris Malzeme zellikleri matrisi Eleman genilii Eleman yer deitirme matrisi Bir dpm noktasnn x, y9 z eksenleri dorultusundaki yer deitirmeleri Eleman kuvvet vektr Katlk matrisi Yer deitirme vektr Kuvvet vektr Gerilme vektr Birim ekil deitirme vektr Uygulanan d yk Kesit atalet momentleri

VI

NDEK LER : Blm : Sayfa :

ZET.III ABSTRACT...IV TEEKKR...V SEMBOLLER........................VI NDEK LER..VII EK LLER D Z N ..XVI TABLOLAR D Z N ..XXII 1.G R 1 1.1Aratrmann Amac1 1.2 Literatr Aratrmas..2 2. SACLARIN PLAST K EK LLEND RME LEM 4 2.1.Deri ekme.4 2.1.1.Derin ekme leminde Uygulamalar.5 2.1. 2. Derin ekme ileminde Kullanlan Kalplarn Balca Paralar..6

VII

3. EK LLEND RMEY ETK LEYEN FAKTRLER...8 3.1. lem Deikenleri...8 3.2. Malzeme Deikenleri...10 3.2.1. Akma Dayanm.....10 3.2.2. PekIeme steli....11 3.2.3. Elastiklik Modl..11 3.2.4.Deformasyon Hzna Duyarllk steli..11

3.2.5. Plastik Anizotropi..12 4- DERN EKMEDE GER LMELER....13 5. KARMAIK PROF LL PARALARDA LKEL PARANIN (PARA AINIMININ) TESP T ED LMES ......18 6- KARMAIK PROF LL PARALARDA MALZEME AKII....23 6.1 - Karmak Profilli Paralarda Ak Blgeleri....23 6.1.1-D. Bk ey Blgeler....24 6.1.2 - Bkey Blgeler...25

VIII

6.1.3-DorusalBlgeler.25 7-FEDERLER ( FRENLEY C LER, DRAW BEADS,BOUDIN ) ....27 7.1-Kullanm Amalar: ...27 7.2-eitleri .....27 7.2.1. Klasik Tip Federler: ..................28 7.2.2. Kilit Tipi Federler....29 7.2.3. Birleik TipFederler.30 7.3 Federlerin Boyutlar.....31 7.4. Federlerin Montaj..................32 7.5. Birden Fazla Federin Kullanlmas....34 7.6. Federlerin Kalp ve Bastrcdaki Yeri......36 8- DER N EKME LEM NDE YALAMA...38 9. PRES TEKN NE G R .39 10. PLAST S TE KAVRAMINA G R ....................40 10.1 Snr Deer Problemi (Gl Form) ..40

IX

10.2 Von Mises Plastisitesinin (Constitutive) Yapsal Modellenmesi....41 10.2.1 Plastisite......41 10.2.2 Von Miss Kriteri.44 10.2.3 Pekleme (Hardening) ....................45 11.SONLUELEMANLARYNTEM 49 11.1 Sonlu Elamanlar Yntemine Giri ve Temel Kavramlar...52 11.2 Sonlu Elemanlarn Matematii...60 11.3 mpilisit ve Ekspilisit Yntemler...63 11.3.1 Ekspilisit Yntem64 11.3.2. mplisit Zaman ntegrasyonu.65 11.3.3 Ekspilisit Zaman ntegrasyonu .......66 11.3.4 Ekspilisit Yntemin Avantajlar....67 . 11.3.5 Stabilite Limiti.67 11.3.6 Kritik Zaman Basamann Bykl....68 11.3.7 LS-DYNA da Zaman Basama Bykl68

X

11.3.8 mpilisit Programlarda (ANSYS gibi) zlenen Prosedrler..70 11.3.9 Ekspilisit Programlarda (LS-DYNA gibi) zlenen Prosedrler.....70 11.3.10 Ekspilisit Zaman ntegrasyonunda Elemanlar.71 11.3.11 Kum Saati Durumlar....................71 11.3.12Ekspilisit Zaman ntegrasyonu in Elemanlar72 11.3.13Ekspilisit Dinamik Analizlerde Modelleme....73 11.3.14 mpilisit ve Ekspilisit Yntemlerin Hesaplama Sresine Etki Eden Faktrler..............................................74 11.3.15 mpilisit ve Ekspilisit Yntemlerde Kullancnn Etki Edebilecei Faktrler; ................................................74 12. MALZEME TANIMLARI VE E TLER ....75 12.1 Lineer Elastik Malzemeler...76 12.1.1. Elastik (Isotropik) : ...77 12.1.2 Ortotropik: ....77 12.1.3 Anisotropik: .....77

XI

12.2 Non-Lineer Elastik Malzemeler......77 12.2.1 Blatz-Ko Lastik: ...................77 12.2.2 Mooney-RMin: ........78 12.2.3 Visikoelastik: ...78 12.3 Plastisite Malzeme modelleri..79 12.3.1 Kategori 1: sotropik malzemelerde birim ekil deitirme oranndan bamsz plastisite...79 12.3.2 Kategori 2: sotropik malzemelerde birim ekil deitirme oranna baml plastisite..81 12.3.2.1 Plastik Kinematik: ....82 12.3.2.2 Birim ekil deitirme oranna duyarl: ..83 12.3.2.3 Piecewise Lineer: ..83 12.3.2.4 Birim ekil deitirme oranna bal: ....83 12.3.2.5 Power Law: ...............84 12.3.3 Kategori 3: Anisotropik malzemelerde birim ekil deitirme....84 12.3.3.1 aprazlama Isotropik: ..84

XII

12.3.3.2. Parametreli Barlatt : 85 12.3.3.3 Barlat Anisotropik: ..85 12.4 Kpk Malzeme Modeli : ..86 12.4.1 Kapal Hcre Kp : ...86 12.4.2 Dk Younlukta Kpk : ....87 12.4.3 Akkan Kpk: ...87 12.4.4 Ezilebilir Kpk: .....88 12.4.5 Petek: .......88 12.5 Kompozit Hasar: .....89 12.6 Beton Hasar: ....89 12.7Elastik Ak: ................89 12.8Durum Denklemli Malzeme Modelleri....89 12.8.1 Durum Denklem Tipleri 90 12.8.1.1 Lineer Polinom: ....90 12.8.1.2 Gruneisen: .................90 12.8.1.3 Tablolatrlm: ................91

XIII

12.8.2 Teorik Malzeme Modelleri.......91 12.8.2.1 Johnson-Cook: ..................91 12.8.2.3 Bo Malzeme: ...92 12.8.2.4 Zerilli~Armstrong....92 12.8.2.5 Bamman: ...93 12.8.3 Malzeme Modeli Tanmlanrken Dikkat Edilmesi Gereken Hususlar........93 13. TEMAS TANIMLARI VE E TLER ...94 13.1. Temas Tanmlan.....94 13.1.1 Tek Yzey Temas Tanm..95 13.1.2 Dm Noktalan ile Yzey Temas Tanm...96 13.1.3 Yzey ile Yzey Temas Tanm...............97 13.2. Temas Tipleri......98 13.2.1. Otomatik ve Genel Temas....99 13.2.2. Andrc Temaslar.......99 13.2.3. Sabit Temaslar.........99

XIV

13.2.4. Kenar Temas.....100 13.2.5. Bal Yzeyler Temas Tipi.....101 13.2.6. Szme Kanal Temas.....101 13.2.7. ekillendirme Temas.....102 14. DER N EKME LE SOUK EK LLEND RME LEM N N SONLU ELEMANLAR YNTEM YLE NCELENMES ....103 14.1 Parann Analizi Analizi.119 14.1.1. Kalp Sistemi ve almas..120 14.1.2. Kalp Sisteminin Elemanlar..121 14.1.3. Sonular ve Deerlendirme....123 15. SONULARIN DEERLEND R LMES .....129 16.KAYNAKLARD Z N ....131 zgemi

XV

EK LLER D Z N : ekil ekil 2.1 Form verilmi yuvarlak bir kabn duvarlarndaki gerilme etkileri.....5 ekil 2.2 Basit bir form kalbnn blmleri6 ekil 2.3a Dz bir sacn form verilme admlan (sacn pot ile dii arasnda tutulmas ..7 ekil 2.3b Form verme balangc..7 ekil 2.3c Form sonu...8 ekil 3.1 ekilledirme diyagram zerinde yalamann etkis ....10 ekil 3.2 Hadde ynne bal olarak ekme numunelerinin hazrlan......13 ekil:4.1. Flantaki bir hacm elemanna etkiyen gerilmeler (sac kalnlnn deiimi ile srtnmenin ihmal edilmemesi hali......14 ekil:4.2 Ksmen ekilmi parann kesit grn (19APAN)........16

Sayfa :

ekil 1 Nuclear analiz.3

ekil:4.3 Elemanter paray etkileyen gerilme bileenleri .......18 ekil:4.4 Paradaki gerilme ve gerinim blgeleri.....18

ekil:5.1 L eklinde niform ykseklie sahip parada anmn kayma erileri ile belirlenmesi..19 ekil:5.2 Kare eklindeki parann ke kavisinde snr kayma erisinin belirlenmesi.....20 ekil: 5.3 Sv akyla para anmnn belirlenmesi.....20

XVI

Sekil:5.4. Kare ve dikdrtgen biimli paralarn elektriksel metodla bulunan eitli derinliklerdeki anmlar......21 ekil :5.5. Elektriksel olarak para anmnn tespit edildii deney seti ve devre semas......22 ekil: 5.6.Derin ekilen bir para ve tecrbeyle tespit edilmi anm ....22 ekil :6.1. Karmak profilli bir parada ak blgeleri......24 ekil : 6.2 Ke flannda malzeme ak........24 ekil:6.3. bkey blgede ak.....25 ekil 6.4.: Alt taban paneli (Renault).....26 ekil 6.5: n d panel ( motor kaputu )(Otosan)...26 ekil :7.1. Feder ve malzemenin kalba ak....27 ekil:7.2. Klasik t i p feder......28 ekil 7.3Blgesel olarak metal akn snrlayan......28 ekil 7.4 Kilit tipi Feder....29 ekil 7.5 Kilit Tipi Federin Boyutlar......29 ekil 7.6 Birleik tip Feder.........30 ekil7.7. Klasik ve kilit tip federlerin uygulandi paralardlar.....30

ekil 7.8Feder Boyutlar.....31

ekil 7.8. Feder boyutlar ( Wilson , 4 )..31

ekil:7.10-Feder boyutlar (Ford,12).......32

ekil 7.11 Federlerin kalba montaj (,Wilson)........33

XVII

ekil :7.12 .Yzeylere dolaylolarak monte edilmi feder.....................................